UnitedSiC FET射流計算機消除SiC FET選擇中的猜忌

電源設(shè)計工具在不斷改進(jìn)，仿真越來越能夠在調(diào)節(jié)、效率和由此產(chǎn)生的損耗方面輸出準(zhǔn)確的波形和性能。不過有一個小問題：模擬器只能使用你告訴它的內(nèi)容——軟件很聰明，但它不會為你選擇功率晶體管，它當(dāng)然也不會告訴你是否選擇了不是最佳的，甚至在正常的電路應(yīng)力下會損壞。

設(shè)計人員對要使用的開關(guān)技術(shù)有一個很好的了解——他們不會選擇用于MHz開關(guān)的IGBT或用于高功率牽引應(yīng)用的硅MOSFET，因此他們可能會采取明智的選擇，并考慮UnitedSiC SiC FET作為起點，其開關(guān)性能和低傳導(dǎo)損耗?？捎梅秶軓V，具有不同的額定電壓、導(dǎo)通電阻和封裝樣式，并且始終可以選擇并聯(lián)器件。可以找到性能和成本的最佳 SiC FET，但到目前為止，這意味著需要繁瑣地迭代不同部件的仿真或臺架測試?，F(xiàn)在，UnitedSiC的在線FET-Jet計算器改變了這一切。

計算器負(fù)責(zé)初始零件選擇。該工具無需任何注冊即可免費使用，使設(shè)計人員能夠選擇應(yīng)用、拓?fù)洹?a href="http://ttokpm.com/v/tag/2364/" target="_blank">電氣設(shè)計參數(shù)和環(huán)境溫度，并快速試用 UnitedSiC 的 SiC FET 和二極管系列中具有所選散熱器額定值的器件。即時計算關(guān)鍵性能結(jié)果，包括整體效率，將組件損耗分為動態(tài)和傳導(dǎo)貢獻(xiàn)，以及結(jié)溫和電流應(yīng)力水平。如果產(chǎn)生的電壓高于所選器件的額定值，則會發(fā)出警告。

深入研究一下，可以選擇的應(yīng)用是 AC-DC 前端和隔離或非隔離 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。在每個應(yīng)用程序中，可以從最流行的拓?fù)渲羞x擇拓?fù)?。例如，在AC-DC類別中，具有傳統(tǒng)的升壓PFC，圖騰柱PFC，維也納整流器或兩電平電壓源逆變器。在非隔離式 DC-DC 類別中，可以選擇帶或不帶同步整流的降壓或升壓以及三電平升壓拓?fù)?。在隔離式 DC-DC 類別中，可以選擇流行的 LLC 轉(zhuǎn)換器，包括半橋或全橋變體，以及帶相移控制的移相全橋或雙有源橋。在相關(guān)的情況下，支持從連續(xù) （CCM） 到邊界 （BCM） 的傳導(dǎo)模式。

可以從下拉菜單中選擇 UnitedSiC 系列的 SiC FET 和二極管，這些下拉菜單會定期更新最新的器件版本，并且單擊器件鏈接到其產(chǎn)品頁面，其中包含指向數(shù)據(jù)表和 SPICE 型號的鏈接，這是有幫助的。顯示的器件列表也可以按額定電壓、封裝和系列進(jìn)行排序，滑塊將選擇限制在額定電流范圍內(nèi)。

一個例子是展示計算器功能的最佳方式;如果我們在隔離式DC-DC部分中選擇相移全橋拓?fù)?，則會看到下面的屏幕。

圖 1：UnitedSiC FET-Jet 計算器的示例屏幕截圖

在這里，我們從400V的輸入電源選擇了12V/800kW輸出。開關(guān)頻率設(shè)置為80kHz，并輸入特定于PSFB拓?fù)涞?a target="_blank">參數(shù)，例如所需的峰峰值電感紋波電流、最大初級相移、最大占空比損耗、變壓器初級電容和匝數(shù)比?？梢灾付ㄗ畲笊崞鳒囟龋约巴ㄟ^隔離焊盤從開關(guān)到散熱器的熱阻。請注意，從結(jié)到外殼的器件導(dǎo)通電阻和熱阻可以設(shè)置為“典型”或“最大值”，以便進(jìn)行最壞情況分析。

選擇UF3C120080K4S器件后，計算器可立即返回正向和反向的平均和均方根開關(guān)電流，以及導(dǎo)通和開關(guān)損耗的完整細(xì)分，從而為半導(dǎo)體帶來99.25%的可信整體效率。現(xiàn)在，您可以播放并查看選擇其他設(shè)備或操作條件的效果。例如，使用相同的SiC FET將開關(guān)頻率提高到200kHz會使損耗增加19%，但進(jìn)一步的計算可能會表明，磁性元件要小得多，因此可能會證明更高的半導(dǎo)體損耗是合理的。嘗試將功率加倍至 24kW，并出現(xiàn)紅色警告，指出器件結(jié)溫超過最大額定值。

一個有趣的實驗是將每個位置的并聯(lián)FET數(shù)量設(shè)置為多個。回到我們的默認(rèn)設(shè)置，使用兩個并聯(lián)FET而不是一個可將總損耗降低近一半，結(jié)溫下降近20度。這是因為電流在兩個器件之間共享，但由于功率與電流的平方成正比，因此與單個器件相比，每個器件的損耗為四分之一或一半。然而，每個FET的運行溫度要低得多，導(dǎo)通損耗僅為單個器件的四分之一，因此導(dǎo)通電阻更低，損耗更低。這被兩個并聯(lián)的FET略高的開關(guān)損耗所抵消。

為電源設(shè)計最初選擇半導(dǎo)體開關(guān)可能是一件苦差事。UnitedSiC 的新型 FET 射流計算器使其能夠輕松準(zhǔn)確地預(yù)測系統(tǒng)性能。多功能 FET-Jet 計算器肯定會吸引那些想要快速但可靠地預(yù)測 UnitedSiC FET 在各種應(yīng)用中的表現(xiàn)的設(shè)計人員——它既有趣又免費！

審核編輯：郭婷